Если вы хотите что-то сделать с глобальным потеплением, смотрите себе под ноги. При правильном управлении способность почвы улавливать углекислый газ потенциально намного выше, чем предполагалось ранее, согласно исследователям из Стэнфорда, которые утверждают, что этот ресурс может «значительно» компенсировать растущие глобальные выбросы. Они призывают отменить федеральные сокращения соответствующих исследовательских программ, чтобы узнать больше об этом ценном ресурсе.
Работа, опубликованная 5 октября в двух перекрывающихся исследованиях в Ежегодном обзоре экологии, эволюции и систематики и биологии глобальных изменений, подчеркивает необходимость дополнительных исследований того, как почва - при правильном управлении - может смягчить быстро меняющийся климат..
«Грязь не вызывает восторга у большинства людей», - сказал профессор наук о системе Земли Роб Джексон, ведущий автор статьи «Ежегодный обзор экологии, эволюции и систематики» и соавтор статьи «Биология глобальных изменений». «Но это безрисковое климатическое решение с большими сопутствующими преимуществами. Укрепление здоровья почвы защищает продовольственную безопасность и повышает устойчивость к засухам, наводнениям и урбанизации».
Скромный, но могучий
Органические вещества в почве, такие как разлагающиеся остатки растений и животных, хранят больше углерода, чем растения и атмосфера вместе взятые. К сожалению, углерод в почве был значительно утерян или деградирован в результате изменений в землепользовании и неустойчивых методов ведения лесного хозяйства и ведения сельского хозяйства, пожаров, осаждения азота и другой деятельности человека. Наибольшую краткосрочную угрозу представляет таяние вечной мерзлоты в северных районах Земли, что может привести к выбросу в атмосферу огромного количества углерода.
Несмотря на эти риски, есть и большие перспективы, по словам Джексона и Дженнифер Харден, приглашенного научного сотрудника Стэнфордской школы наук о Земле, энергетике и окружающей среде и ведущего автора статьи по биологии глобальных изменений.
Улучшение методов управления землей может увеличить накопление углерода в почве в достаточной степени, чтобы компенсировать будущие выбросы углерода в результате таяния вечной мерзлоты, считают исследователи. Среди возможных подходов: уменьшенная обработка почвы, круглогодичное кормление скота и внесение компоста. Посадка большего количества многолетних культур вместо однолетних могла бы сохранить больше углерода и уменьшить эрозию, позволяя корням проникать глубже в землю.
Джексон, Харден и их коллеги также обнаружили, что около 70 процентов всего депонированного углерода в верхнем метре почвы находится на землях, непосредственно затронутых сельским хозяйством, выпасом скота или лесным хозяйством, - количество, которое удивило авторов.
«Я думаю, что если бы были замешаны ставки на пиво, мы все проиграли бы», - сказала Харден о своих соавторах.
Джексон и его соавторы обнаружили в своем анализе ряд других сюрпризов. Например, корни растений в пять раз чаще, чем листья, превращаются в органическое вещество почвы при одинаковой массе материала. Исследование также дает наиболее полную оценку содержания углерода в торфяниках и вечной мерзлоте - почти половину расчетного углерода в почве в мире.
"Сохранение и восстановление органических веществ в почве помогает фермерам выращивать лучшие урожаи, очищать нашу воду и поддерживать чистоту атмосферы", - заявили Джексон, Мишель и Кевин Дуглас, профессор Школы наук о Земле, энергетике и окружающей среде.
Преодоление препятствий
Исследование под руководством Джексона описывает неожиданно большие запасы потенциально уязвимого углерода в северной тайге, экосистеме, которая нагревается быстрее, чем любая другая. Эти запасы углерода сравнительно плохо картированы и изучены.
Исследование предупреждает о другой опасности: переоценке распределения органического вещества в почве. Джексон и его соавторы подсчитали, что их может быть на 25-30 процентов меньше, чем в настоящее время оценивается из-за ограничений, связанных с коренной породой, фактор, который ранее не анализировался в опубликованных научных исследованиях.
Хотя теперь ученые могут удаленно картировать и отслеживать изменения окружающей среды на поверхности Земли, у них все еще нет четкого понимания взаимодействия между биологическими, химическими и физическими процессами, регулирующими углерод в почвах. Эти знания имеют решающее значение для понимания и прогнозирования реакции углеродного цикла на изменения в экосистеме, увеличения производства продуктов питания и защиты естественных функций, от которых мы зависим, таких как опыление сельскохозяйственных культур и хранение подземных вод..
Быстро меняющийся климат и его воздействие на почву делают эти научные достижения еще более актуальными.
"Почва изменилась под нашими ногами", сказал Харден. «Мы не можем использовать почвенные карты, сделанные 80 лет назад, и ожидать, что найдем те же ответы».
Тем не менее, давление на финансирование, такое как федеральное сокращение расходов на науку о климате, в сочетании с текучестью научных кадров и отсутствием систематических данных, угрожают прогрессу в исследованиях почвенного углерода. Джексон, Харден и их коллеги призывают к новым усилиям, чтобы собрать значительно больше данных об углероде в почве и узнать больше о роли, которую он играет в секвестрации углерода. Они предполагают открытую общую сеть для использования фермерами, владельцами ранчо и другими управляющими землей, а также политиками и организациями, которым нужны надежные данные для информирования об инвестициях в землю и ее сохранении.
«Если мы потеряем импульс в исследованиях углерода, это задушит наш импульс для решения проблем устойчивости климата и земель», - сказал Харден.